自给率仅20%！长期被国外封锁！这种化工材料国产化要加速突围？

关键词 | 芳纶  国产化

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近日，中化国际（控股）股份有限公司在投资者关系活动中表示，公司将适时启动对位芳纶扩产计划，并逐步推动实施上下游全产业链布局。

2022年5月，中化国际高强高模芳纶产品质量和稳定性取得重大突破，并一举攻下轮胎、通信光缆、特种防护、橡胶等多个下游行业头部企业客户，意向订单超过产能。公司现有5500吨/年芳纶产能，高强高模芳纶占总产能的75%。

芳纶最早由美国杜邦公司研制成功，并于20世纪60年代末实现了商业化生产。全球具有影响力的对位芳纶品牌有美国的Kevlar和日本的Twaron，近几年来自韩国的Heracron和我国的泰普龙（Taparan）、Stararmid在国内市场也具备了一定的影响力；间位芳纶品牌有美国的Nomex、我国的泰美达（Tameta）和日本的Conex；杂化芳纶有俄罗斯的Armos（杂环芳纶）等。

由于对位芳纶在航空航天领域有重要的用途，所以至今一直被西方作为管控物资对我国禁运，对其生产技术也是严格保密封锁，因此我国长期以来未能实现完全的技术突破。目前国内对位芳纶产能自给率仅20%左右，严重依赖进口。

近些年随着我国经济和许多高端制造领域的发展，对对位芳纶的需求量越来越大，尤其对高强、高模牌号的需求越来越急迫。据行业估计，仅我国目前每年对对位芳纶纤维的需求就超过万吨，目前国内产能远远不能满足需求，严重抑制了许多领域的发展。

对位芳纶纤维的合成原料为对苯二甲酰氯（TPC）、对苯二胺（PPD）；典型制备工艺为两步法工艺：低温溶液连续聚合，聚合物分离后洗涤干燥后用浓硫酸重新溶解，干喷湿法纺丝，纤维经过水洗后干燥，卷绕成形。对位芳纶凭借性能优势，用于增强材料、安全防护材料如防弹衣、头盔、航空航天复合材料、摩擦材料如刹车片、运动器材等领域。国内对位芳纶主要用在光学纤维保护增强、安全防护领域，其他领域尚未有大规模应用。全球对位芳纶应用领域较广泛，摩擦材料如刹车片、轮胎橡胶增强、安全防护等占据市场优势。

对位芳纶制成的防弹衣与防弹头盔很早就已列装美军。由军事专家统计，战场上伤亡人数的75%以上都是由低速、中速流弹或炸弹碎片引起的，由子弹直接命中造成伤亡的不超过25%。所以人们越来越重视高性能防弹衣的使用。早期的硬质防弹衣是由特种钢板、超硬铝合金等为主体制成的，防弹衣质量较大且不具有柔韧性。后期其逐渐被软体防弹衣所取代，所谓的软体防弹衣是指由对位芳纶一类的高性能有机纤维编制而成。防弹衣对纤维材料的要求是具有高强度、高模量和一定的韧性。高强度和高模量使纤维具有优异的抗冲击性能，高韧性使纤维在发生形变的过程中可有效地吸收子弹的动能。碳纤维虽然也具有很高的强度和模量，但其韧性较差，可编织性也较差，所以不能用作防弹衣织物。由对位芳纶编织而成的防弹衣质量较轻，穿着舒适、灵活，行动方便，现已经被世界上很多国家的军队列装。

对位芳纶还广泛应用于全非金属自承式光缆（ADSS）。芳纶的高强度足以承受ADSS在使用中的负荷，高模量使纤维在承受载荷时只发生很小的形变，从而可以将光缆的直径变化限定在很小的范围内。对位芳纶优异的尺寸稳定性在架空式光缆中会大大增加光缆的使用寿命，其较低的密度又可以降低安装的难度。同时，对位芳纶良好的绝缘性和非磁性不会对信号传输造成影响。综合以上优点，对位芳纶非常适合应用在ADSS中。

对位芳纶已应用于近海工程。此前近海工程大多配备钢索与钢缆，但是在较深的海域中，钢索与钢缆因为自重太大很容易发生断裂，需要找到另一种替代材料。对位芳纶拥有低的密度、高的比强度和比模量，同时又兼具良好的耐溶剂性和低延伸率。因此，由多股对位芳纶编制而成缆绳具有很高的强度，即便发生断裂也不会反弹伤人。

因其出色的机械性能，对位芳纶是一种非常理想的复合材料增强体。美国列装的“三叉戟”导弹，苏联的SS—24、SS—25导弹的发动机壳体都是用的Kevlar纤维增强的环氧树脂复合材料。很多航天发动机的壳体也采用了Kevlar纤维增强的复合材料。

对位芳纶还被应用在电子产品的数据线中，它可以为线缆提供有效的结构支撑，保护内部导线，提高线缆整体的抗拉强度和抗弯折性能。由于对位芳纶具有优异的耐化学性和耐热性，在石油和天然气开采领域，由对位芳纶增强的真空软管未来将拥有非常好的应用前景。另外，对位芳纶可加工成长丝、短纤维、短切纤维和浆粕，其分别有不同的应用领域。

表　不同类别对位芳纶的应用领域

国内对位芳纶下游需求结构与全球相差较大，主要用于光纤、汽车工业和橡胶补强等相对低端领域。其主要原因是国内技术落后于国际企业，高端需求领域尚处于开发阶段。随着我国航空航天、轨道交通、汽车高端化的发展，对位芳纶的需求将持续增长。预计，2025年我国对芳纶的需求量有望达2万吨左右。

供应方面，2021年，全球对位芳纶产能约为9.4万吨/年（如下表），仅美国、日本、韩国和中国等少数几个国家有能力生产。

目前，美国、日本供应商仍处第一梯队，国内对位芳纶生产企业主要有烟台泰和新材料、中化国际、仪征化纤以及中蓝晨光等。目前国内厂家主要生产普通型芳纶产品，高强高模产品主要依赖进口，缺口较大，价格长期维持高位。

中化国际产品更多地锚定在较高端的客户需求上，通过与下游客户联合应用研发，多领域推进正式合作，并凭借品质与供应的稳定性获得较高的客户粘性。

泰和新材料业务包括高性能纤维、特种纸、精细化工等多个产业领域，产品以氨纶、间位芳纶、对位芳纶三大板块为主。主营产品有对位芳纶泰普龙，间位芳纶居全球产能第二位，对位芳纶居全球产能第三位。

中蓝晨光在芳纶Ⅱ及其纤维和杂环芳纶Ⅲ及其纤维的研究开发方面取得了重要进展，在国内芳纶纤维研究领域处于领先地位。通过对连续聚合和高速干湿法液晶纺丝关键技术难题的攻克，经过多年的技术攻关及积累，杂环芳纶Ⅲ纤维也已经实现稳定生产，在一些型号的武器上成功取代进口芳纶纤维，实现了国产化。

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